Добрый день! Это моё первое сообщение на данном форуме, поэтому сильно не ругайте. Меня интересует несколько вопросов относительно оптических приёмников.

Меня интересует возможность создания универсальной схемы приёма раздичных типов оптических модуляций. На рынке есть устройства, называемые "анализаторами модуляций", все производители используют одну и ту же схему, приведенную в одной из рекомендаций ITU-T. Прикладываю схему анализатора модуляций от Аgilent-a N4391A.
http://www.home.agilent.com/agilent/produc...amp;pageMode=OV
В тех. описании говорится, что прибор способен работать с перечисленными модуляциями: BPSK, 8BPSK, VSB -8, -16, FSK 2-,4-,8,16 level, EDGE, Offset QPSK, QPSK, Pi/4 QPSK DQPSK, D8PSK DVB QAM 16, 32, 64, 128, 256, QAM 16-, 32- ,64-, 128-, 256-, 512-, 1028- MSK type 1, type 2 CPM (FM) APSK 16/32 (12/4 QAM), StarQAM -16, -32.
В аналогичном приборе от EXFO, производители заявляют и амплитудные модуляции.

В основе лежит гибридная схема, на рисунке она не раскрыта, а просто обозначена блоком. Я хочу предположить, что для демодуляции различных типов модуляций потребуется некая "перестройка" схемы. Например, в бошюре от EXFO, говорится, что при приёме 40Гб/с NRZ сигнала задействованы все четрые АЦП, что вполне возможно, но для этого потребуется отключить некоторые элементы внутри гибридной схемы.

В общем-то, меня интересует вопрос, можно ли с помощью приведенной схемы принимать (читай демодулировать) все или почти все типы оптических модуляций?

Из этого глобального вопроса вытекают более мелкие технические вопросы, которые сейчас не хочу озвучивать, что бы не нагружать первое сообщение. Заранее благодарю, замечательно, что есть такой форум!

Сообщение отредактировал SashOK! - May 11 2011, 18:09

Так все-таки Вас интересует возможность автоматической идентификации типа модуляции или непосредственно сама демодуляция?

Автоматическая идентификация была бы верхом мечтаний, но это отдельный вопрос, затрагивающий обработку информации, который необходимо задавать в другом разделе. Пока интересует сама возможность демодуляции.

Тогда Вам в этот раздел http://electronix.ru/forum/index.php?showforum=2
По-моему, там уже все проблемы демодуляции обсуждались и не раз.

Считаю, что данный вопрос стоит обсудить в данном разделе, т.к. он связан со схематехникой, а не с цифровой обработкой. Но если модераторы решат перенести вопрос в раздел алгоритмов, буду не против.

Дело здесь как раз не в схемотехнике, а именно в алгоритмах, хотя можно, конечно, купить готовый Agilent и пользоваться им, но происходящие в нем процессы тоже понимать надо.

Что то не спешат модераторы переносить тему в другой раздел.

Serg76, я нашёл тему в том разделе, на который ты давал ссылку, там я так понял речь идёт о радио сигналах. Меня интересуют оптические, надеюсь ты правильно понял, всё-таки разница есть.

Хотел узнать, вы знакомы с когерентной схемой демодуляции? Каким образом там происходит демудолирование QPSK и DQPSK, сменой алгоритма обработки DSP или в самой схеме что то меняется?

Честно признаюсь, что с оптической средой распространения не знаком, но ИМХО думаю, что принципиальной разницы нет, а даже наоборот, в смысле различного рода помех там проблем должно быть меньше, чем в СВЧ диапазоне, а тем более УКВ/КВ и основополагающая часть алгоритмов демодуляции АФМ сигналов остается без изменений, но может быть я ошибаюсь. Существуют же различного рода конвертеры, преобразующие сигнал из оптоволокна в сигнгал радиодиапазона и наоборот, с которым потом и можно работать стандартной аппаратурой, например, СВЧ диапазона.

Разница между обработкой QPSK и DQPSK при когерентной демодуляции заключается лишь в том, что в случае DQPSK необходим будет еще дополнительный диффдекодер, который реализуется элементарно, а в остальном все без изменений, но DQPSK можно также и обрабатывать некогерентно, но получите немного меньшую помехоустойчивость, правда проще реализация.
А вообще очень много инфы в том разделе куда я давал ссылку, там освещены все нюансы (или практичсеки все) построения различного рода демодуляторов

Для начала хотелось бы понять, что Вы подразумеваете под оптической модуляцией? То, что мне известно, - это простая амплитудная модуляция формата RZ (return-to-zero) для цифры и также простая амплитудная модуляция оптической несущей аналоговым сигналом для кабельного телевидения (полоса 50-870 МГц). Что там демодулировать? Оптический сигнал фотоприёмником преобразуется в электрический, а с ним уже работают обычным образом.

Благодарю, что учавствуете в общении.
Под оптической модуляцией я понимаю тоже явление, что и в обычном радиочастотном плане, если так можно выразиться. Т.е. несущую модулируют каки-либо способом.

Вы правы, на начальных этапах развития оптико-ваолоконной связи использовались "обычные" амплитудные методы модуляции. Их ещё называют OOK (on-off keying) на западный манер, короче модуляция интенсивностью. Но волокно, такая среда предачи, в которой действуют свои законы. Главным препятствием для увеличения скорости стала хроматическая дисперсия волокна. Импульс проходя через волокно получает некоторое воздействие, вследствии наличия показателя преломления у стекла, в результате одни длины волн запаздывают, дургие наоборот обгоняют, а на выходе получается "уширенный" импульс, что приводит к межсимвольным искажениям.

Для увеличения битовых скоростей на один канал начали использовать другие методы модулций. В частности фазовые и поляризационные. По сути дела всё тоже самое что и в радиотехнике, только функциональные элементы другие.
Фазовые методы требуют особых приёмных устройств, обычным фотодиодом такой сигнал не принять. Самая распространённая схема - когерентная (в вышеприведённом устройстве она называется - гибридная, возможно из-за того, что может принимать несколько разным модуляций).

Вот в тех устройствах, о которых я писал выше, приём осуществляется одной когерентной схемой. Для QPSK она является базовой, но вот для DQPSK схема выглядит немного иначе. Т.е. я хочу предположить, что данная схема каким то образом модифицируется. Другие типы модуляций соответственно требуют различные схемы приёма, а так же алгоритмов обработки на DSP.

Подозреваю, что в России мало разработчиков данной аппаратуры, надеюсь их здесь встретить или получить какие то полезные советы.

Сообщение отредактировал SashOK! - May 13 2011, 19:49

Слишком смелое утверждение, как мне кажется. Можете привести примеры реального коммерческого внедрения фазовой и поляризационной оптической модуляции?
Насколько я понимаю, в реально эксплуатируемых системах связи применяется амплитудная оптическая модуляция. Остальное - из разряда исследований. Если это так, то сомнительна полезность соответствующей "демодуляции".

Да, конечно могу!
На скоростях 40Гб/с и выше в основной массе все производители вынуждены искать новые решения, некоторые ещё пытаются добиться хороших параметров на амплитудной модуляции, такие как Huawei используют модуляции DRZ и ODB, в некотором роде дуо-бинарная это уже переход к фазовой, это амплитудно-фазовый способ. DRZ это инверсный RZ, чисто амплитудный метод. Но в линейке их транспондеров присутствует модуляция eDQPSK. Остальные производители уже во всю пользуются "благами цивилизации".


Да что так говорить, одно то, что уже выпускают измерительную технику (см. ссылку выше) для фазовых модуляций, должно что то значить.

А можете привести фотографии или ссылки на внутренности таких демодуляторов? И еще вопрос- фазовая демодуляция почти всегда связанна с вопросом о стабильности LO. В радиочастотном диапазоне обычно применяют или систему ФАПЧ для локального LO или высокостабильную опорную частоту. В оптической системе LO это полупроводниковый лазер, весьма нестабильный по частоте, про фазовую стабильность я даже невспоминаю. Каким образом вы предполагаете реализовывать LO в своем устройстве?. НУ и вопрос про оптические смесители- просветите пожалуйста по их конструкции,тем более смесители с радиочастотным выходом. Оптическим гетеродинированием заниматься приходилось, но только на нелинейных кристаллах.

Фотографии внутренностей нет возможности выложить, к сожалению! Есть структурные схемы транспондеров, но там малосодержательная информация. А что вы хотите увидеть? В принципе этот вопрос я могу раскрыть, но пришёл я сюда не заниматься обучением, а с желанием самому чему то научиться...

По повдоду локального осцилятора, то это абсолютно не проблема. Стабильности излучения лазера довольно давно добились. Подавая какой-либо сигнал на схему демодуляции априотри знаешь и частоту (длину волны) несущей.

Оптические смесители.............. Забавно. Эта вещи называется сплиттер (разветвитель). Обычно при изготовлении разветвителя получается Х-конструкция, т.е. 2 входа и два выхода. Вводя излучение в одно плечо (один вход) мы получим излучение на выходе обоих выходных плечей. Можно изготовить разветвитель с коэффициентом 50/50, а так же с любым дригим.

В результате подавая на один из входов модулированный сигнал, а на другой вход LO, в одном из плечей получим суммарное излучение.


Вся информация по этим вопросам доступна в интернете.

Хочу приложить ещё раскрытую схему гибрида, который на верхнем рисунке обозначен просто блоком. Прикреплённый рисунок выдран из патента, можно самомстоятельно поискать в Google patents.

Ну тут каждый пользователь в чем то чайник, а в чем то гуру. Вот так и учимся взаимно- задавая вопрос по неизвестной области знаний, стараемся рассказать то, что знаем хорошо. Мы постораемя помочь по демодуляции и обработке сигнала, а Вы по возможности просветите по фазовой модуляции в оптике- тема слишком новая, отсюда и достаточное количество скепсиса в начальных ответах.



Длину волны лазера- да, застабилизировать можно достаточно легко, а вот фазу, вернее разность фаз с LO передатчика.... А нам важна скорость "болтания" этой разности фаз, раз мы неможем построить оптическую ФАПЧ для восстановления фазы опорного генератора на приемной стороне (как это делается в радиотехнике), так хоть можем пытаться определять мгновенную разность фаз при каждом отсчете и учитываь ее в алгоритмах демодуляции.

Сплиттер вообще-то линейное устройство, поэтому производить разностных частот неможет. Другое дело, что сигнал после сплиттера попадает на фотодетектор, а вот он как раз и является нелинейным устройством, и на нем разностная частота (сигналы квадратур) и образуются.

Теперь обьясню, почему я пытаюсь глубоко вникнуть в конструкцию оптического тракта. Это вопрос о наличие стабильной фазы LO может быть очень важно для определения типа модуляции. Теорию и примеры опознавания неизвестных цифровых модуляций можно почитать на http://www.radioscanner.ru/info/signals/ и около того- там и характерные признаки на спектрах сигнала, и определение несущих методом нелинейной матобработки. Никаких принципиальных различий между радио и оптикой нет, если Вы имеете оцифрованный сигнал квадратур. Могут быть технические проблемы с обработкой сигнала с полосой в несколько ГГц (никакой DSP непотянет), но ведь для опознания сигнала можно крутить обработку и не в риалтайме (в отличие от собственно демодуляции).